docker存储与网络

场景：启动一个Nginx web 对外提供服务。

[root@xt ~]# docker run -d -p 80:80 --name web nginx:latest
[root@xt ~]# docker ps
CONTAINER ID        IMAGE               COMMAND                  CREATED             STATUS              PORTS                NAMES
7b8d4119a9c1        nginx:latest        "nginx -g ‘daemon of…"   13 hours ago        Up 3 minutes        0.0.0.0:80->80/tcp   web

这时可以访问到web界面：

当对访问页面修改后，对容器删除操作

#docker exec -it web /bin/sh
# cd /usr/share/nginx
# echo "im changing container web" >> html/index.html #对默认界面添加内容

重新访问服务：

当执行docker rm -f web 后，重新执行 docker run -d -p 80:80 --name web nginx:latest。
访问到的内容与图1一致，说明修改的内容丢失掉。
镜像是只读，无法修改，修改的只是容器。在容器修改的内容，只对当前有效，容器一旦退出，所有内容也丢失。如何解决？

Docker的数据卷存储技术：
挂载主机目录（Bind mounts）
数据卷容器（Data Volumes）

• 数据卷是供一个或多个容器使用的文件或目录，有多种特性：
  可以共享于多个容器之间；
  对数据卷的修改会立即生效；
  对数据卷的更新与镜像无关；
  数据卷会一直存在；

• 使用数据挂载的方式：
  (1) -v /container-MOUNT_POINT #docker上挂载点,
  不给宿主机目录，默认映射的宿主机路径：/var/lib/docker/volumes/
  (2) -v /HOST/DIR:/CONTAINER/DIR[:ro|rw]
  /HOST/DIR: 宿主机挂载路径
  /CONTAINER/DIR ：容器上的挂载路径
  (3) 在Dockerfile中使用VOLUME指令定义；

• 在容器之间共享卷：使用其他容器卷：实际上卷容器也将容器路径映射到本地：/var/lib/docker/volumes/

      --volumes-from=[后跟容器名]      Mount volumes from the specified container(s)
  删除卷：
      docker  rm  -v  CONTAINER_NAME
      注：删除容器的同时删除其卷；
      docker  run  --rm选项，表示容器关闭会被自动删除，同时删除其卷（此容器为最后一个使用此卷的容器时）；              
  备份和恢复：
      备份：
          docker  run  --rm  --volumes-from  vol_container  -v  $(pwd):/backup  busybox:latest  tar  cvf  /backup/data.tar  /data

此时使用重新运行容器。对容器执行删除在启动服务访问到的内容始终一致。

[root@xt ~]#  docker run -d -p 80:80 -v /root/web:/usr/share/nginx/html --name web nginx:latest
df9123226d0e3125d8b042a175e147fa5512be3c9bde314a7d078f0be3a0f543
[root@xt ~]# docker ps
CONTAINER ID        IMAGE               COMMAND                  CREATED             STATUS              PORTS                NAMES
df9123226d0e        nginx:latest        "nginx -g ‘daemon of…"   5 seconds ago       Up 3 seconds        0.0.0.0:80->80/tcp   web

容器的网络：
当dockerd启动时，会在主机上创建一个名为docker0的虚拟网桥，此主机启动的容器会连接至docker0.虚拟网桥工作方式与物理交换机类似，这样主机上的所有容器就通过交换机连接在一个二层网络中。从docker0子网中分配一个IP给容器使用，并将docker0的IP设置为默认网关。在主机上创建一对虚拟网卡veth pair设备，docker将虚拟网卡对的一端放在新创建的容器中命名为eth0，另一端放在宿主机中，以vethxxxxxx这类命名，并将这个虚拟网卡加入docker0中，默认为bridge模式。

[root@xt ~]# ifconfig 
docker0: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST>  mtu 1500
    inet 172.17.0.1  netmask 255.255.0.0  broadcast 172.17.255.255
    inet6 fe80::42:8aff:fe57:bc1b  prefixlen 64  scopeid 0x20<link>
    ether 02:42:8a:57:bc:1b  txqueuelen 0  (Ethernet)
    RX packets 92  bytes 11197 (10.9 KiB)
    RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0
    TX packets 126  bytes 9833 (9.6 KiB)
    TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0
vethfa86d5d: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST>  mtu 1500 #容器创建的虚拟网卡
    inet6 fe80::88cf:4fff:fe51:c391  prefixlen 64  scopeid 0x20<link>
    ether 8a:cf:4f:51:c3:91  txqueuelen 0  (Ethernet)
    RX packets 44  bytes 5233 (5.1 KiB)
    RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0
    TX packets 58  bytes 4623 (4.5 KiB)
    TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0
[root@xt ~]# docker network ls
NETWORK ID          NAME                DRIVER              SCOPE
fe7e1e9b398c        bridge              bridge              local
1aa16ea22bd0        host                host                local
fffd9b29f13d        none                null                local

bridge模型

• 基于bridge网络的容器访问外部网络
  默认情况下，基于bridge网络容器即可访问外部网络，这是因为默认情况下，docker使用了iptables的snat转发来实现容器对外部的访问（需要内核开启net.ipv4.ip_forward=1）

  [root@xt ~]# !s
  sysctl net.ipv4.ip_forward
  net.ipv4.ip_forward = 1

  如果为 0，说明没有开启转发，则需要手动打开。
  sysctl -w net.ipv4.ip_forward=1
  /echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward 此法对当前shell有效，永久有效写配置文件即可。

• 容器的网络模型
  1、closed container：封闭式网络
  仅有一个接口：loopback
  不参与网络通信，仅适用于无须网络通信的应用场景，例如备份、程序调试等；
  --net none
  eg:docker run --rm -it --net none busybox:lastest /bin/sh --name busybox

  2、bridged container:（直接桥接（不安全）、nat桥-默认，host only）
  此类容器都有两个接口：一半在虚拟机，一半在虚拟网桥上
  loopback
  以太网接口：桥接至docker daemon设定使用的桥，默认为docker0；
  跨主机通信：都直接桥接模式、VLAN

  --net  bridge --network bridge
  -h, --hostname=  HOSTNAME  #UTL：
  --dns  DNS_SERVER_IP 指定dns服务器
  --add-host  "HOSTNAME:IP" 可有多个域名解析
  
  docker0 NAT桥模型上的容器发布给外部网络访问-->映射：相当于添加dnat规则
      -p  <containerPort>
          仅给出了容器端口，表示将指定的容器端口映射至主机上的某随机端口；

  eg:docker run --rm -it --net bridge -p 80 busybox:lastest /bin/sh

      -p  <hostPort>:<containerPort>
          将主机的<hostPort>映射为容器的<containerPort>
  
      -p  <hostIP>::<containerPort>
          将主机的<hostIP>上的某随机端口映射为容器的<containerPort>
  
      -p <hostIP>:<hostPort>:<containerPort>若主机上有多个IP地址
          将主机的<hostIP>上的端口<hostPort>映射为容器的<containerPort>
  
      -P-大写, --publish-all 
          发布所有的端口，跟--expose选项一起指明要暴露出外部的端口；
          — P --expose 80 --expose 443 --expose 8080
  
  如果不想启动容器时使用默认的docker0桥接口，需要在运行docker daemon命令时使用
      -b选项：指明要使用桥；
      1.16废弃--> dockerd -b string  Attach containers to a network bridge

  如何查看端口映射：docker help port
  docker port container_name
  docker inspect ：查看容器某个属性详细信息
  docker ps ：查看进程

  3、联盟式容器：监控

  启动一个容器时，让其使用某个已经存在的容器的网络名称空间；
  
  --net container:CONTAINER_NAME 

  4、开放式容器：性能比较好（缺点：无法使用端口映射、启动多个容器、建立路由表）

  容器使用物理Host的网络名称空间；物理与虚拟容器没有隔离，          
  --net  host
  直接可以使用物理现有网络

[root@xt ~]# docker network create -d bridge --subnet 10.0.0.0/24 my_bridge #-d --driver指定驱动模式，默认为bridge
[root@xt ~]# docker network ls
NETWORK ID          NAME                DRIVER              SCOPE
fe7e1e9b398c        bridge              bridge              local
1aa16ea22bd0        host                host                local
089e7664a35d        mynet               bridge              local
fffd9b29f13d        none                null                local
[root@xt ~]# docker run -it --name ab --net my_bridge alpine:latest /bin/sh
/ # ip a
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN 
link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
inet 127.0.0.1/8 scope host lo
   valid_lft forever preferred_lft forever
11: eth0@if12: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP,M-DOWN> mtu 1500 qdisc noqueue state UP 
link/ether 02:42:0a:00:00:02 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
inet 10.0.0.2/24 brd 10.0.0.255 scope global eth0
   valid_lft forever preferred_lft forever
/ # ping www.baidu.com
PING www.baidu.com (163.177.151.110): 56 data bytes
64 bytes from 163.177.151.110: seq=0 ttl=54 time=25.080 ms
64 bytes from 163.177.151.110: seq=1 ttl=54 time=25.241 ms

此时的网络模型结构：

• 如果想让默认bridge网络的c1与my_bridge中的容器通信，可以给c1容器添加一块自定义网络的网卡

  [root@xt ~]# docker network connect my_bridge c1 #此时在c1添加一块my_bridge子网的网卡
  / # ip a #c1容器web界面
  1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN 
  link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
  inet 127.0.0.1/8 scope host lo
  valid_lft forever preferred_lft forever
  19: eth0@if20: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP,M-DOWN> mtu 1500 qdisc noqueue state UP 
  link/ether 02:42:ac:11:00:02 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
  inet 172.17.0.2/16 brd 172.17.255.255 scope global eth0
  valid_lft forever preferred_lft forever
  21: eth1@if22: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP,M-DOWN> mtu 1500 qdisc noqueue state UP 
  link/ether 02:42:0a:00:00:03 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
  inet 10.0.0.3/24 brd 10.0.0.255 scope global eth1
  valid_lft forever preferred_lft forever

• 如果反过来再自定网络中添加一块默认网卡，但不能指定IP；

  [root@xt ~]# docker network connect bridge ab #此时能自动分配IP 
  [root@xt ~]# docker network connect --ip 172.17.0.100 bridge ab 
  Error response from daemon: user specified IP address is supported on user defined networks only

  至此，可以解决同一宿主机内不同网络名称空间的容器通信，但不同宿主机间是不能通信的。